Всенаправленная антенна

Всенаправленная антенна излучает радиоволны во всех направлениях. По­скольку сигнал рассеива­ется больше, чем при использовании направленной антенны, он, по всей видимости, будет иметь и меньший коэффициент уси­ления. В беспроводных сетях всенаправленные антенны часто применя­ются в комнатных сетях, в которых пользователи постоянно перемешаются и сигналы нужно пере­давать и принимать во всех направлениях. Кроме того, в таких сетях, как правило, не нужно, чтобы коэффициент усиления сигнала был таким же высоким, как в наружной сети, поскольку расстояния между беспроводными устройствами в помещении намного меньше. На рис. 9.3 показана беспро­водная сеть, использующая всенаправленные антенны.

WNIC-адаптер для портативных устройств (например, портативных, кар­манных и планшетных ком­пьютеров) может снабжаться небольшой съемной всенаправленной антенной. Точка доступа ля локальной комнатной сети может иметь съемную всенаправленную антенну или же антенну, подклю­чаемую к точке доступа с помощью кабеля. Точка доступа для наружной сети, соединяющей два здания, обычно имеет антенну с высоким коэффи­циентом усиления, которая подключается к точке доступа по кабелю.

Для беспроводных сетей, работающих в диапазоне 5 ГГц, стандарт 802.не предусматривает сле­дующие скорости передачи данных:

- 6 Мбит/с; - 24 Мбит/с;

- 9 Мбит/с; - 36 Мбит/с;

- 12 Мбит/с; - 48 Мбит/с;

- 18 Мбит/с; - 54 Мбит/с.

Многоячеечные беспроводные локальные сети (сотовые)

Когда в сети на основе ESS-топологии используются две или несколько то­чек доступа, такая сеть превращается в многоячеечную беспроводную локаль­ную сеть (multiple-cell wireless LAN). Широ­ковещательная область вокруг некоторой точки в такой топологии называется ячейкой (cell). Если, к при­меру, комнатная сеть внутри здания имеет пять точек доступа, то в этой се­ти пять ячеек. Кроме того, если все пять ячеек сконфигурированы одинако­во (имеют одну рабочую частоту, одинаковую скорость передачи и общие параметры безопасности), то персональный компьютер или ручное уст­рой­ство, оборудованное WNIC-адаптером, можно перемещать от одной ячейки к другой. Этот про­цесс называется роумингом (roaming).

В качестве примера роуминга в беспроводной ESS-топологии рассмотрим университетский фа­культет, в котором развернута беспроводная сеть, имеющая пять точек доступа, связанных с ячейками с номерами от I до V. Ячейка I может принадлежать библиотеке. Ячейки II и III могут охватывать зону преподавательских офисов. Ячейка IV может находиться в офисе адми­нистрации, а ячейка V может располагаться в учебной лаборатории. Если все ячейки сконфигурированы оди­наково, любой студент, преподаватель или служащий офиса может перемещать портативный ком­пьютер, оборудо­ванный WNIC-адаптером, от одной ячейки к другой, сохраняя при этом доступ к сети факультета.

Альтернативные технологии радиосетей

К числу самых распространенных коммуникационных технологий с исполь­зованием радиоволн относятся следующие технологии, альтернативные стандарту IEEE 802.11:

Bluetooth;

HiperLAN;

HomeRF Shared Wireless Access Protocol (SWAP).

Каждая перечисленная технология представляет собой спецификацию бес­проводных сетей и под­держивается определенными производителями. Все эти технологии рассматриваются в следующих разделах.

Bluetooth

Bluetooth — это технология беспроводной связи, описанная особой группой Bluetooth Special Interest Group. Данная технология привлекла внимание та­ких производителей, как 3Com, Agere, IBM, Intel, Lucent, Microsoft, Mo­torola, Nokia и Toshiba. В ней используется перестройка частоты в диапазоне 2,4 ГГц (2,4—2,4835 ГГц), выделенном Федеральной комиссией связи для нелицензируемых ISM-коммуникаций². Метод перестройки частоты предполагает изменение несущей частоты (выбира­ется одна из 79 частот) для каждого передаваемого пакета. Достоинством этого метода является умень­шение вероятности возникновения взаимных помех в случаях одновремен­ной работы несколь­ких устройств.

При использовании многоваттных коммуникаций технология Bluetooth обеспечивает передачу данных на расстояния до 100 м, однако на прак­тике большинство устройств Bluetooth работают на расстоянии до 9 м. Обычно используются асинхронные коммуникации со скоростью 57,6 или 721 Кбит/с. Устройства Bluetooth, обеспечивающие синхронные коммуни­кации, работают со скоро­стью 432,6 Кбит/с, однако такие устройства ме­нее распространены.

В технологии Bluetooth применяется дуплексная передача с временным разде­лением каналов (time division duplexing, TDD), при которой пакеты передаются в противоположных направлениях с ис­пользованием временных интервалов. Один цикл передачи может задействовать до пяти различных временных интервалов, благодаря чему пакеты могут передаваться и приниматься одно­временно. Этот процесс напоминает дуплексные коммуникации. Одновре­менно могут взаимодействовать до семи устройств Bluetooth (некоторые производители утверждают, что их технологии обеспечивают подключение восьми устройств, однако это не соответствует спецификациям). Когда уст­ройства обмениваются информацией, одно из них автоматически выбирает­ ся ведущим (master). Это устройство определяет функции управления (например, синхронизацию временных интервалов и управление пересыл­ками). Во всех других аспектах коммуникации Bluetooth напоминают одно­ ранговую сеть.

HiperLAN

Технология HiperLAN была разработана в Европе, и в настоящее время су­ществует ее вторая версия, названная HiperLAN2. Эта технология использу­ет диапазон 5 ГГц и обеспечивает скорости передачи данных до 54 Мбит/с. Помимо скорости, достоинством HiperLAN2 является совместимость с коммуни­кациями Ethernet и ATM.

Технология HiperLAN2 поддерживает Data Encryption Standard (DES) — стан­дарт шифрования данных, разработанный институтами National Institute of Standards and Technology (NIST) (Национальный институт стандартов и тех­нологий) и ANSI. В нем используется открытый (public) ключ шифрования, доступный для просмотра всеми сетевыми станциями, а также частный (private) ключ, выделяемый только передающим и принимающим станциям. Для дешифрации данных необходимы оба ключа.

Технология HiperLAN2 обеспечивает качество обслуживания (QoS), предостав­ляя гарантированный уровень коммуникаций для различных классов обслужи­вания (например, для передачи речи или видео­изображений). Это возможно благодаря тому, что точки доступа централизованно управляют беспроводными коммуникациями и планируют все сеансы передачи информации.

Сеть HiperLAN2 работает в двух режимах. Непосредственный режим (direct mode) представляет собой топологию одноранговой сети (подобную IBSS-топологии в сетях 802.11), которая образуется только взаимодействующими станциями. Другой режим называется централизованным (centralized mode), поскольку он реализуется в больших сетях, где имеются точки доступа, кон­центрирующие сетевой трафик и управляющие им. Методом коммуникаций для обоих режимов служит дуплексная передача с временным разделением каналов (TDD) — та же технология, которая применяется в Blue­tooth.

HomeRF Shared Wireless Access Protocol (SWAP)

HomeRF Shared Wireless Access Protocol (SWAP) (Протокол совместного беспроводного доступа HomeRF) — это технология, поддерживаемая такими компаниями, как Motorola, National Semicon­ductor, Proxim и Siemens. Эта технология работает в диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивает скорость в сети до 10 Мбит/с. В качестве метода доступа она использует CSMA/CA (как и стандарт 802.11) и предназначена для домашних сетей, где передаются данные, речь, видеоизображения, мультиме­дийные потоки и другая ин­формация.

Примером типичного использования технологии HomeRF SWAP является беспроводная сеть, объе­диняющая несколько персональных компьютеров и обеспечивающая им доступ в Интернет. Другой областью применения явля­ется реализация беспроводных соединений для центров развлечений (на­при­мер, для связи друг с другом нескольких, телевизоров и стереосистем). Сеть HomeRF SWAP может связать между собой несколько телефонов. Также с ее помощью можно обеспечить связь между устройствами управления до­мом (освещением, кондиционерами, кухонными агрегатами и т. д.). Д